三维打印装置的制造方法

文档序号:56082阅读:245来源:国知局
专利名称:三维打印装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种三维打印装置。三维打印装置包括光敏树脂供给装置、环形传送带、打印平台、光处理装置、控制装置、张力调整轮、收集刮刀和回收槽。控制装置分别与光敏树脂供给装置、环形传送带、打印平台、光处理装置和张力调整轮连接,从而实现对这些部件的控制作用。这种三维打印装置的结构设置合理,提高了三维物体的成型效率。
【专利说明】
三维打印装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及三维打印领域,具体地说,是涉及一种光固化三维打印装置。
【背景技术】
[0002]三维(3D)打印是以三维设计模型为基础,通过软件分层和数控成型,再利用激光束、热熔喷嘴、光照固化等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、光敏树脂等材料通过逐层堆积黏结的方式叠加成型的技术,最终制造出实体产品。
[0003]光固化三维打印(立体光固化成型法,SLA)是一种非常重要的三维打印方法,其主要工作原理是采用一定频率的光对液体光敏树脂逐层固化后形成三维物体。
[0004]数字光处理(DLP)光固化三维打印机是其中一种SLA类型的装置。数字光处理(DLP)光固化三维打印机的工作原理是利用DLP技术,光源采用投影仪成像,光源逐层固化液态光敏树脂,打印出分辨率较高的三维物体,其分辨率超出典型的熔融沉积制造(FDM)类型的3D打印机。
[0005]DLP光固化3D打印机主要有软件和硬件两部分。硬件包括打印机框架、投影仪光源、打印平台以及光敏树脂槽。打印平台在光敏树脂槽内能够上下运动,而在光敏树脂槽内装有光敏树脂。软件部分产生的影像信号经过数字处理后,通过投影仪光源投影到光敏树脂槽的底部,这样光敏树脂槽内的光敏树脂能够瞬间聚合成固体,而未与光接触的光敏树脂则保持液态,这样就在打印平台与光敏树脂槽相对的平面上逐层生成三维物体。
[0006]公布号为CN104085106A的中国发明专利申请公布了一种DLP三维打印机,其包括计算机、电气控制装置、底板可透光的成型槽、垂直升降机构及成型载物台,成型载物台安装于垂直升降机构上,通过垂直升降机构来控制成型载物台与成型槽间的垂向间距。在打印三维物体的过程中,计算机处理三维模型并将三维模型按顺序分层处理得到一定厚度的若干剖面图形,即三维模型的切片层,计算机还连接并控制电气控制装置,电气控制装置控制垂直升降机构驱动成型载物台的升降,并控制DLP投影机对成型槽中的光固化树脂液面进行照射,DLP投影机设于成型槽的下方并与计算机连接,DLP投影机投射出剖面图形的图形光路经成型槽的底板透射以照射并固化液态光固化树脂,从而逐层地打印出与三维模型相对应的三维物体。
[0007]但是现有的三维打印机的结构容易存在一个问题,就是这种类型的光固化三维打印机在光敏树脂的固化过程中,其三维成型效率不高。
[0008]另外,这种三维打印机的结构还存在第二个问题,当打印一层后,由于打印物体层仍然在液态的光敏树脂槽内,所以在打印平台向上移动时,打印物体层与光敏树脂槽底面之间就会形成真空,打印平台需要克服打印物体层受到真空吸附作用力以及可能的粘附力。由于打印物体层与光敏树脂槽底面是硬性脱开,这样会影响打印物体层的脱模效果,由于DLP三维打印机是通过逐层打印的方式来构造物体,每一打印物体层均需要与光敏树脂槽底面完成一次脱模,因此会严重影响物体最终的成型效果,同时还会影响打印机整体的使用寿命。
[0009]在公告号CN204955433U的中国实用新型专利中提供的数字光处理三维打印机的平台组件包括沿竖直方向上下运动的支撑板单元;用于承载打印物体的打印平台;打印平台与支撑板单元可动连接,以使所述打印平台在脱膜时倾斜、脱膜后复位至水平位置。这种方案在一定程度上解决了打印物体层与光敏树脂槽底面的分离问题,提高了打印物体的平整性。但是,这种平台组件的结构较为复杂,不仅增加制造成本,并且其在应用中平台组件也容易出现精度下降甚至无法正常工作的问题。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的主要目的是提供一种三维物体成型方式更加合理、效率更高的三维打印装置。
[0011 ]本实用新型的另一目的是提供一种三维物体的成型方法。
[0012]为了实现上述目的,本实用新型提供的三维打印装置包括光敏树脂供给装置、环形传送带、打印平台、光处理装置和控制装置;环形传送带可透过紫外光,光敏树脂供给装置盛装有光敏树脂;环形传送带用于接受光敏树脂供给装置供给的光敏树脂,环形传送带的一部分形成固化区域部,环形传送带的至少一部分可横向移动;打印平台设置在固化区域部的第一侧并且可相对于固化区域部纵向移动;光处理装置设置在固化区域部的第二侧;控制装置分别与光敏树脂供给装置、环形传送带、打印平台和光处理装置电连接。
[0013]由上述方案可见,这种三维打印装置的结构设置合理,提高了三维物体的成型效率。【背景技术】中虽然由DLP类型的三维打印装置引出现有技术中存在的缺陷(打印效率低下),但是其它类型的光固化三维打印装置也容易存在这种缺陷,因此上述方案的应用范围不限于DLP类型的三维打印装置。
[0014]—个优选的方案是,在环形传送带承接光敏树脂的表面上设有承接层,光敏树脂物体可在承接层上剥离;承接层为铁氟龙层或硅胶层或聚酯薄膜层,环形传送带为聚酯薄膜。
[0015]由上述方案可见,承接层的设置能够解决【背景技术】中提到的第二个问题。并且承接层最优选方案是铁氟龙,因为铁氟龙层具有耐高温高热的性能,并且其本身的性质较为平整和光滑,当打印物体从铁氟龙层上脱离时,就会避免现有的光敏树脂固化时在光敏树脂槽底板产生的真空吸附作用或粘附作用。聚酯薄膜的透光性好,非常适合用于数字光处理装置发射出的光的透射,并且其适合用于承接光敏树脂,有益于三维物体的快速成型。
[0016]—个优选的方案是,在固化区域部内,环形传送带与光处理装置之间设置有支撑平台,支撑平台可透过紫外光。
[0017]由上述方案可见,光处理装置发射出的光能够透过支撑平台而照射在环形传送带上的光敏树脂上。并且,当打印平台在竖直方向移动时,打印平台可能会抵触到环形传送带而使得环形传送带在竖直方向上发生移动,这样就会造成三维物体成型精度的下降,而支撑平台能够对环形传送带起到支撑作用,从而避免上述问题。
[0018]—个优选的方案是,光敏树脂供给装置包括恒压槽、光敏树脂喷涂装置和液体水平检测装置,光敏树脂喷涂装置的一端与恒压槽连接,光敏树脂喷涂装置的另一端把光敏树脂喷涂在环形传送带上,液体水平检测装置用于检测环形传送带上的光敏树脂的厚度均匀性。
[0019]由上述方案可见,液体水平检测装置能够辅助提高光敏树脂在环形传送带上的厚度均匀性,其检测信号可传送至控制系统后再反馈调节光敏树脂的供应速率。
[0020]一个优选的方案是,三维打印装置还包括张力调整轮,张力调整轮用于调整环形传送带的张力。
[0021]由上述方案可见,提高环形传送带的平整性,进而提高三维物体的打印精度。
[0022]—个优选的方案是,三维打印装置还包括收集刮刀,收集刮刀位于固化区域部的下游侧,收集刮刀与环形传送带接触,收集刮刀用于刮去环形传送带上的残留光敏树脂。
[0023]由上述方案可见,及时恢复环形传送带的平整性,方便光敏树脂供给装置再次把一定厚度的光敏树脂喷涂在环形传送带上。
[0024]进一步优选的方案是,三维打印装置还包括回收槽,回收槽用于收纳残留光敏树脂。
[0025]由上述方案可见,能够提高资源回收率,避免资源的浪费。
[0026]—个优选的方案是,三维打印装置还包括两个转动轮,两个转动轮支撑在环形传送带的内表面。
[0027]由上述方案可见,提高环形传送带的转动灵活性和工作效率。
[0028]三维物体的成型方法,包括下面的步骤:涂敷光敏树脂步骤,环形传送带在张力调整轮的作用下张开,在环形传送带上涂敷光敏树脂,同时检测环形传送带上承载的光敏树脂的厚度均匀性;
[0029]环形传送带移动步骤,把涂敷有光敏树脂的环形传送带的部分移动至固化区域部;
[0030]打印平台移动步骤,打印平台向固化区域部的方向移动,直至打印平台与光敏树脂接触;
[0031]固化成型步骤,在固化区域部内光敏树脂在光处理装置的作用下发生固化。
[0032]—个优选的方案是,在环形传送带承接光敏树脂的表面上设有承接层,光敏树脂物体可在承接层上剥离;光处理装置选用数字光处理装置;环形传送带通过执行回收步骤回收在执行固化成型步骤中在环形传送带上残留的未固化的光敏树脂。
[0033]进一步优选的方案是,承接层为铁氟龙层或硅胶层或聚酯薄膜层,环形传送带为聚酯薄膜,在执行固化成型步骤中,在固化区域部内,环形传送带与光处理装置之间设置有支撑平台。
【附图说明】
三维打印装置的制造方法附图
[0034]图1是本实用新型三维打印装置实施例的示意图。
[0035]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
【具体实施方式】
[0036]如图1所示,本实施例的三维打印装置包括光敏树脂供给装置10、环形传送带20、打印平台30、光处理装置40、控制装置50、张力调整轮60、收集刮刀70、回收槽80和支撑平台90。环形传送带20和支撑平台90均可透过紫外光。控制装置50分别与光敏树脂供给装置10、环形传送带20、打印平台30、光处理装置40和张力调整轮60连接,从而实现对这些部件的控制作用。
[0037]光敏树脂供给装置10盛装有光敏树脂。光敏树脂供给装置10包括恒压槽11、光敏树脂喷涂装置12和液体水平检测装置13。光敏树脂存放在恒压槽11内,光敏树脂喷涂装置12的一端与恒压槽11连接,光敏树脂喷涂装置12的另一端把光敏树脂喷涂在环形传送带20上。由于恒压槽11采取了恒压供应光敏树脂的方式,从而保证了光敏树脂喷涂装置12的喷涂速率的稳定性。液体水平检测装置13用于检测环形传送带20上的光敏树脂的厚度均匀性。
[0038]环形传送带20优选为聚酯薄膜,环形传送带20用于接受光敏树脂供给装置10供给的光敏树脂,并且在环形传送带20承接光敏树脂的表面上设有作为承接层的铁氟龙层(未示出),光敏树脂物体可在所述承接层上剥离。环形传送带20的一部分形成固化区域部21,在固化区域部21内,环形传送带20与光处理装置40之间设置支撑平台90 ALP三维打印装置还包括两个转动轮22,两个转动轮22支撑在环形传送带20的内表面,图中的显示效果呈现为类跑道形状,两个转动轮22中的至少一个为动力轮,从而带动环形传送带20沿顺时针或逆时针方向转动。环形传送带20可相对于打印平台30发生横向移动,并且在打印平台30的铅垂方向的下方形成固化区域部21。
[0039]打印平台30设置在固化区域部21的纵向方向的上侧,并且其可相对于固化区域部21纵向移动,控制打印平台30纵向移动的方式可以是丝杆传动的方式或者气缸传动的方式。光处理装置40设置在固化区域部21纵向方向的下侧。光处理装置40具体可以选用DLP类型的数字光处理装置,或者选用其它可以使得液体光敏树脂发生固化的光源。
[0040]张力调整轮60用于调整环形传送带20的张力,张力调整轮60具体包括两个张力轮,两个张力调整轮60位于光敏树脂供给装置10的上游侧。环形传送带20夹持在两个张力轮之间,从而实现对环形传送带20的张力调整功能,这样更有益于三维物体成型的平整性。三维打印装置还包括收集刮刀,收集刮刀用于刮去环形传送带上的残留光敏树脂。回收槽用于收纳残留光敏树脂。
[0041 ]本实施例提供的三维打印装置制备三维物体的成型方法包括下面的步骤。涂敷光敏树脂步骤,环形传送带20在张力调整轮60的作用下张开,在环形传送带20上涂敷光敏树月旨,同时检测环形传送带20上承载的光敏树脂的厚度均匀性。
[0042]环形传送带移动步骤,把涂敷有光敏树脂的环形传送带20的部分移动至固化区域部21。
[0043]打印平台30移动步骤,打印平台30向固化区域部21的方向移动,直至打印平台30与光敏树脂接触。
[0044]固化成型步骤,在固化区域部21内光敏树脂在数字光处理装置40的作用下发生固化。
[0045]在执行固化成型步骤中,支撑平台90在固化区域部21内对环形传送带20起到支撑作用。另外,通过执行固化成型步骤回收在执行所述固化成型步骤中在环形传送带20上会残留未固化的光敏树脂。
[0046]上述打印过程可以完成三维物体至少一层的成型过程,每完成一层三维物体的打印过程后,打印平台30纵向向上移动一定距离,在转动轮22的作用下环形传送带20发生转动,使得环形传送带20承载有光敏树脂的部分再次移动至固化区域部21并且继续完成三维物体的成型过程,待多次重复上述过程后,则可以完成整个三维物体的成型过程。
[0047]最后需要说明的是,本实用新型不限于上述的实施方式,诸如把回收槽80内回收得到的光敏树脂再通过压力栗的方式补充至光敏树脂供给装置10。另外,环形传送带20可以是一部分为透明的,例如只是在固化区域部21为透明,数字光处理装置的光源也能够透过固化区域部21照射至光敏树脂。承接层具体可以是铁氟龙层或硅胶层或聚酯薄膜层(PET聚酯薄膜,PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。这些设计等也在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.三维打印装置,其特征在于,包括: 光敏树脂供给装置,盛装有光敏树脂; 环形传送带,所述环形传送带可透过紫外光,环形传送带用于接受所述光敏树脂供给装置供给的光敏树脂,所述环形传送带的一部分形成固化区域部,所述环形传送带的至少一部分可横向移动; 打印平台,设置在所述固化区域部的第一侧并且可相对于所述固化区域部纵向移动; 光处理装置,设置在所述固化区域部的第二侧; 控制装置,分别与所述光敏树脂供给装置、所述环形传送带、所述打印平台和所述光处理装置电连接。2.根据权利要求1所述的三维打印装置,其特征在于: 在所述环形传送带承接所述光敏树脂的表面上设有承接层,光敏树脂物体可在所述承接层上剥离。3.根据权利要求1所述的三维打印装置,其特征在于: 在所述固化区域部内,所述环形传送带与所述光处理装置之间设置有支撑平台,所述支撑平台可透过紫外光。4.根据权利要求1所述的三维打印装置,其特征在于: 所述光敏树脂供给装置包括恒压槽、光敏树脂喷涂装置和液体水平检测装置,所述光敏树脂喷涂装置的一端与所述恒压槽连接,所述光敏树脂喷涂装置的另一端把光敏树脂喷涂在所述环形传送带上,所述液体水平检测装置用于检测所述环形传送带上的光敏树脂的厚度均匀性。5.根据权利要求1所述的三维打印装置,其特征在于: 所述三维打印装置还包括张力调整轮,所述张力调整轮位于所述光敏树脂供给装置的上游侧,所述环形传送带夹持在所述张力调整轮内,所述张力调整轮用于调整所述环形传送带的张力。6.根据权利要求1所述的三维打印装置,其特征在于: 所述三维打印装置还包括收集刮刀,所述收集刮刀位于所述固化区域部的下游侧,所述收集刮刀与所述环形传送带接触,所述收集刮刀用于刮去所述环形传送带上的残留光敏树脂;所述三维打印装置还包括回收槽,所述回收槽用于收纳所述残留光敏树脂。7.根据权利要求1至6任一项所述的三维打印装置,其特征在于: 所述三维打印装置还包括两个转动轮,两个所述转动轮支撑在所述环形传送带的内表面。8.根据权利要求2所述的三维打印装置,其特征在于: 所述承接层为铁氟龙层或硅胶层或聚酯薄膜层。9.根据权利要求1至6、或8任一项所述的三维打印装置,其特征在于: 所述环形传送带为聚酯薄膜。
【文档编号】B29C67/00GK205705325SQ201620346936
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】苏健强
【申请人】珠海天威飞马打印耗材有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1